STM32使用FREERTOS和HAL库实现MODBUS RTU通信

一、程序思路整理

使用ModbusRTU最大的难点在于串口接收时，怎样判断一个命令的起始和截止点，也就是怎样断帧。modbus-RTU对于介质管理规定了2个重要的时间参数，以实现成帧、冲突管理等，如下图所示。

这个图可以用于断帧，也就时判断是否接收到一个完整的帧，因此只需要使用一个定时器在每次收到一个字节后，就重启一个3.5字节定时器，如果这个3.5字节定时器中断了，就证明收到了一个Modbus报文，至于这个报文是不是正确的报文，可以在进一步根据帧格式进行校验。

另外还规定了报文需要连续发送，字节间隔不得超过1.5字节时间（这作为补充知识点，对于断帧没有帮助）。

综上，**我们可以通过检测在每个字节收到后，如果有超过3.5个字符的时间没有收到新的字节，那么就可以判定一个完整的MODBUSRTU命令已经发送。**这里又涉及到一个问题，怎样判断3.5个字符，这里又两种方案，一种是通过硬件定时器，另一种是通过FREERTOS自带的软件计时器。硬件计时器需要使用一个TIM，个人不倾向使用。但是如果使用软件计时器，涉及到一个问题，就是精度不够，FREERTOS软件计时器的精度是毫秒级别的。如果串口使用115200bits/s的波特率的话，那么3.5个字符的时间是不到1ms的。那么这里我们又要考虑，到底有没有必要使用极限的3.5个字符，也就是客户端在发送MODBUSRTU时，会不会间隔3.5个字符。实际上，我们在使用MODBUSRTU时，命令之间的间隔最少也是几十毫秒的，因此，我们完全可以通过软件计时器，计时几毫秒，比如说5ms来断帧。

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;
	    			
	HAL_UART_Receive_IT(huart, &ModbusH.rec_single_data, 1);
	ModbusH.rec_data[ModbusH.rec_data_location++] = ModbusH.rec_single_data;
	ModbusH.rec_count++;
    			
	xTimerResetFromISR(ModbusH.xMDTimer, &xHigherPriorityTaskWoken);
	
}

void vMBTimerCallback(TimerHandle_t *pxTimer)
{
//将命令字节数填入
ModbusH.rec_data[0] = (uint8_t)(ModbusH.rec_count >> 8);
ModbusH.rec_data[1] = (uint8_t)ModbusH.rec_count;

//加入队列
xQueueSend(ModbusH.Queue_485_Handle, &ModbusH.rec_data, 0);

ModbusH.rec_data_location = 2;
ModbusH.rec_count = 0;
memset(ModbusH.rec_data, 0, sizeof(ModbusH.rec_data));	

}

二、HAL库串口中断介绍

作者：ljyjunyucsnd